Номер 111, страница 31 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

111. Рассчитайте массовую долю соли в растворе, полученном в результате растворения сульфата калия химическим количеством 1,50 моль в воде массой 3,50 кг.

Дано:

Химическое количество сульфата калия: $n(\text{K}_2\text{SO}_4) = 1.50 \text{ моль}$

Масса воды: $m(\text{H}_2\text{O}) = 3.50 \text{ кг}$

$m(\text{H}_2\text{O}) = 3.50 \text{ кг} = 3500 \text{ г}$

Найти:

Массовую долю сульфата калия в растворе $ω(\text{K}_2\text{SO}_4)$.

Решение:

Массовая доля растворенного вещества в растворе — это отношение массы этого вещества к общей массе раствора. Формула для расчета массовой доли ($ω$):

$ω(\text{вещества}) = \frac{m(\text{вещества})}{m(\text{раствора})}$

Масса раствора ($m(\text{раствора})$) складывается из массы растворенного вещества (сульфата калия, $K_2SO_4$) и массы растворителя (воды, $H_2O$):

$m(\text{раствора}) = m(\text{K}_2\text{SO}_4) + m(\text{H}_2\text{O})$

Сначала вычислим массу сульфата калия, зная его химическое количество и молярную массу. Молярная масса $M(\text{K}_2\text{SO}_4)$ рассчитывается на основе атомных масс элементов (K, S, O) из Периодической таблицы. Используем округленные значения: $A_r(\text{K}) = 39$, $A_r(\text{S}) = 32$, $A_r(\text{O}) = 16$.

$M(\text{K}_2\text{SO}_4) = 2 \cdot A_r(\text{K}) + A_r(\text{S}) + 4 \cdot A_r(\text{O}) = 2 \cdot 39 + 32 + 4 \cdot 16 = 174 \text{ г/моль}$

Теперь находим массу сульфата калия:

$m(\text{K}_2\text{SO}_4) = n(\text{K}_2\text{SO}_4) \cdot M(\text{K}_2\text{SO}_4) = 1.50 \text{ моль} \cdot 174 \text{ г/моль} = 261 \text{ г}$

Далее вычислим общую массу раствора:

$m(\text{раствора}) = m(\text{K}_2\text{SO}_4) + m(\text{H}_2\text{O}) = 261 \text{ г} + 3500 \text{ г} = 3761 \text{ г}$

Наконец, рассчитаем массовую долю сульфата калия. Результат принято выражать в процентах, для чего его умножают на 100%.

$ω(\text{K}_2\text{SO}_4) = \frac{m(\text{K}_2\text{SO}_4)}{m(\text{раствора})} \cdot 100\% = \frac{261 \text{ г}}{3761 \text{ г}} \cdot 100\% \approx 6.9396...\%$

С учетом того, что исходные данные имеют по три значащие цифры, округляем ответ до трех значащих цифр.

$ω(\text{K}_2\text{SO}_4) \approx 6.94\%$

Ответ: массовая доля сульфата калия в растворе составляет 6,94%.